KR20210001342U - Nuclear Power Plant Installation Welding Device Using Low Temperature Coating Dispensing - Google Patents
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Abstract
본 고안은 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기에 관한 것으로 보다 상세하게는 코팅제가 보관되는 호퍼와, 상기 호퍼와 연결관을 통해 연결되고 상기 코팅제가 분출구를 통해 분출되는 스프레이건과, 상기 호퍼에 보관되는 코팅제가 상기 연결관을 통해 상기 스프레이건에 공급되어 분출되게 상기 호퍼에 고압의 가스를 공급하는 가스 공급관과, 상기 분출구로 분출되는 코팅제가 일정 온도로 가열되게 상기 스프레이건에 고압가스를 가열하여 공급하는 히팅 가스 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기에 관한 것이다.The present invention relates to a welding device for a nuclear power plant using a low-temperature coating spraying method, and more particularly, a hopper in which a coating agent is stored, a spray gun connected through the hopper and a connecting pipe and the coating agent is ejected through a spout; A gas supply pipe for supplying a high-pressure gas to the hopper so that the coating agent stored in the hopper is supplied to the spray gun through the connection pipe to be ejected, and a high-pressure to the spray gun so that the coating agent ejected from the spout is heated to a certain temperature It relates to a welding device for a nuclear power plant using a low-temperature coating spraying method, characterized in that it includes a heating gas supply pipe for heating and supplying gas.
Description
본 고안은 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기에 관한 것으로 보다 상세하게는 원자력 발전 설비에 용접으로 인한 일차 수응력 부식 균열(PWSCC)과 응력 부식 균열(SCC) 및 염화물 응력 부식 균열(CISCC)을 방지하기 위해 발전 설비 내주면을 저온 코팅 분사 방식으로 코팅함으로써 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기에 관한 것이다.The present invention relates to a welding device for nuclear power plants using a low-temperature coating spraying method, and more specifically, primary water stress corrosion cracking (PWSCC) and stress corrosion cracking (SCC) and chloride stress corrosion cracking caused by welding in nuclear power plants ( CISCC) by coating the inner peripheral surface of the power plant with a low-temperature coating spraying method, it relates to a welding device for a nuclear power plant using a low-temperature coating spraying method.
원자력 발전 설비에 사용되는 압력 용기, 가압기, 반응기, 캐니스터, 노즐이나 파이프 연결부위 등에는 크롬-몰리브덴(Cr-Mo)계 내열강 또는 탄소강, 인코넬 합금 등에 오오스테나이트계 스테인레스강(Austenite Stainless Steel)을 주성분으로 하는 SAW(Submerged Arc Welding)용접을 사용했다.For pressure vessels, pressurizers, reactors, canisters, nozzles or pipe connection parts used in nuclear power generation facilities, austenite stainless steel is used for chromium-molybdenum (Cr-Mo) heat-resistant steel, carbon steel, and Inconel alloy. SAW (Submerged Arc Welding) welding with the main component was used.
SAW용접은 일반적으로 용접열을 이용하여 용접 재료를 녹이고, 녹은 용접 재료를 사용하여 원자력 발전 설비의 제품 표면에 내식성이 우수하도록 용접하는 방법이다.In general, SAW welding is a method of melting a welding material using welding heat, and welding the melted welding material to have excellent corrosion resistance on the surface of a product of a nuclear power plant.
하지만, 가압경수로(PWR) 방식 원자력 발전 설비의 경우 냉각재로 물이 사용되며, 원자로에서 끓은 물이 순환하는 1차 계통과 1차 계통에서 열 에너지를 전달받은 물이 증기가 되어 터빈을 돌리는 2차 계통으로 구분되고, 1차 계통에 사용되는 부품의 경우 400~800℃ 온도에 노출되므로 예민화된 구역이 발생하고, 이 구역은 일차 수응력 부식 균열(PWSCC; Primary Water Stress Corrosion Cracking)이라 불리는 응력 부식 균열(SCC; Stress Corrosion Cracking)이 발생할 가능성이 높다.However, in the case of a pressurized light water reactor (PWR) type nuclear power plant, water is used as a coolant, the primary system in which boiling water circulates in the reactor, and the secondary system in which the water that receives heat energy from the primary system turns into steam and turns the turbine. In the case of parts divided into systems and used in the primary system, sensitized zones occur because they are exposed to temperatures of 400 to 800 °C, and this zone is subjected to stress called Primary Water Stress Corrosion Cracking (PWSCC). Corrosion cracking (SCC) is highly likely to occur.
여기서, 응력 부식 균열(SCC; Stress Corrosion Cracking)은 재료가 응력 작용 아래에 있을 때, 부식 환경과 상호 작용하여 파괴되는 현상을 말한다.Here, stress corrosion cracking (SCC) refers to a phenomenon in which a material is destroyed by interaction with a corrosive environment when under stress action.
또한, 사용 후 핵연료 건식 저장 장치의 캐니스터(Canister)의 용접부 및 주위에서 발생하는 염화물에 의한 응력 부식 균열(SCC)인 염화물 응력 부식 균열(CISCC; Chloride-Induced Stress Corrosion Cracking)이 용접에서 발생하는 문제점으로 부각되었다.In addition, Chloride-Induced Stress Corrosion Cracking (CISCC), which is a stress corrosion cracking (SCC) caused by chloride occurring in and around the welding part of the canister of the spent nuclear fuel dry storage device, occurs in welding. was highlighted as
이와 같이, SAW용접의 용융 융접은 용접열에 의해 모재에도 다양한 결함이 발생하며, 잔류 압축 응력이 남아 있어 사용 주기에 따라 부식 균열이 발생하는 원인 중 하나로 지목되고 있다.As described above, in the melting and fusion welding of SAW welding, various defects occur in the base material due to the heat of welding, and residual compressive stress remains, which is pointed out as one of the causes of corrosion cracking depending on the use cycle.
또한, 앞서 서술한 응력 부식 균열, 염화물에 의한 응력 부식 균열과 같은 응력 부식 균열을 방지하기 위해 캐비테이션 피닝(Cavitaion Peening) 및 레이저 피닝(Laser Peening)의 기술을 활용하여 응력 부식을 방지하려 했지만, 많은 작업 시간과 많은 비용이 들어간다는 문제점이 있다.In addition, in order to prevent stress corrosion cracking such as stress corrosion cracking and chloride-induced stress corrosion cracking described above, the techniques of cavitaion peening and laser peening were used to prevent stress corrosion, but many attempts were made to prevent stress corrosion cracking. There is a problem in that it takes time and a lot of money to work.
원자력 발전 설비의 제품 표면에 내식성이 우수하도록 용접하는 작업에 대한 선행 특허기술이 제안된 바 있다. 선행문헌 001의 대한민국공개 특허공보 제10-2001-0089170호는 클래드 강판의 자동 용접하는 장치에 관한 것으로 불균일한 클래드 폭을 가진 클래드 강판의 용접작업을 수행하며 고 용접 전류를 활용하여 용착량 및 용착 속도를 개선하며 용접품질을 확보할 수 있는 "스트립 SAW 자동 용접 장치"를 개시한다. A prior patent technology for welding the surface of a product of a nuclear power plant to have excellent corrosion resistance has been proposed. Korean Patent Publication No. 10-2001-0089170 of Prior Document 001 relates to a device for automatic welding of clad steel sheets, which performs welding of clad steel sheets with non-uniform clad widths, and utilizes high welding current to determine the amount of welding and welding. Disclosed is a "strip SAW automatic welding device" that can improve speed and secure welding quality.
그러나 선행문헌 001에 따르면 원자력 발전 설비의 제품 표면을 용접열로 가열하여 용접 재료를 녹이는 용융 용접으로 기계로 작업한다 해도 열 영향으로 인한 잔류 응력이 모재에 남아 있어 잔류 응력에 의한 부식 균열이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.However, according to Prior Document 001, even if the machine works by fusion welding, which melts the welding material by heating the product surface of a nuclear power plant with welding heat, residual stress due to heat effect remains in the base material, so corrosion cracking due to residual stress may occur. There is a problem that there is
또한, 잔류 응력이 남아 있을 경우 원자로 및 사용 후 핵연료 중간 저장 장치의 수명이 단축되어 원자력 성분이 방출될 수 있는 문제점이 있다.In addition, when residual stress remains, the lifespan of the nuclear reactor and the intermediate storage device for spent nuclear fuel is shortened, so that there is a problem in that nuclear components may be released.
또한, SAW용접시 고온의 열처리로 인해 모재에 잔류 응력이 잔존하며 클래딩(Cladding) 두께를 제어하지 못해 균일하게 용접면이 가공되지 않는다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that the residual stress remains in the base material due to the high temperature heat treatment during SAW welding, and the cladding thickness cannot be controlled, so that the welding surface is not uniformly processed.
본 고안이 해결하고자 하는 과제는, 용융 용접으로 인한 고온 균열 및 잔류응력의 잔존으로 인한 용접 결함을 방지할 수 있는 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a welding device for a nuclear power plant using a low-temperature coating spraying method that can prevent high-temperature cracking due to melt welding and welding defects due to residual stress.
본 고안이 해결하고자 하는 다른 과제는, 고압의 가스로 금속 성분의 분말을 모재 표면을 코팅하여 원자력 발전 설비 내주면을 용접했을 때 발생하는 잔류 응력에 의한 부식을 방지하는 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is nuclear power generation using a low-temperature coating spraying method that prevents corrosion due to residual stress that occurs when the inner peripheral surface of a nuclear power plant is welded by coating the surface of a base material with powder of a metal component with a high-pressure gas. It is to provide welding equipment for equipment.
본 고안이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 고비용의 캐비테이션 피닝(Cavitaion Peening) 및 레이저 피닝(Laser Peening)을 대체하여 생산 비용 절감을 이루는 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a welding equipment for nuclear power generation facilities using a low-temperature coating spraying method that reduces production costs by replacing expensive cavitation peening and laser peening.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해 본 고안은 코팅제가 보관되는 호퍼와, 상기 호퍼와 연결관을 통해 연결되고 상기 코팅제가 분출구를 통해 분출되는 스프레이건과, 상기 호퍼에 보관되는 코팅제가 상기 연결관을 통해 상기 스프레이건에 공급되어 분출되게 상기 호퍼에 고압의 가스를 공급하는 가스 공급관과, 상기 분출구로 분출되는 코팅제가 일정 온도로 가열되게 상기 스프레이건에 고압가스를 가열하여 공급하는 히팅 가스 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기를 제안한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention has a hopper in which the coating agent is stored, a spray gun that is connected through the hopper and the connector and the coating agent is ejected through the spout, and the coating agent stored in the hopper is connected to the connector. A gas supply pipe for supplying high-pressure gas to the hopper so that it is supplied to the spray gun through the jetting port, and a heating gas supply pipe for heating and supplying the high-pressure gas to the spray gun so that the coating agent jetted from the jetting port is heated to a predetermined temperature. We propose a welding device for nuclear power plant using a low-temperature coating spraying method, characterized in that.
상기 코팅제는 탄소 강, 스텐레스 강, 니켈 합금, 구리, 티탄 합금 중 적어도 하나 이상의 금속이 사용되는 것을 포함할 수 있다.The coating agent may include at least one metal among carbon steel, stainless steel, nickel alloy, copper, and titanium alloy is used.
상기 코팅제는 분말 형태인 것을 더 포함할 수 있다.The coating agent may further include a powder form.
상기 히팅 가스 공급관은 고압의 가스를 가열하는 히터를 구비하는 것을 포함할 수 있다.The heating gas supply pipe may include a heater for heating the high-pressure gas.
상기 히터는 분말 형태의 코팅제를 모재에 코팅할 수 있도록 고압의 가스를 150~850℃로 가열하는 것을 포함할 수 있다.The heater may include heating a high-pressure gas to 150 to 850° C. so that the powder-type coating agent can be coated on the base material.
본 고안의 실시예들에 의하면, 금속 분말을 고압의 가스로 원자력 발전 설비 내주면에 코팅함으로 고압의 가스로 분출되는 속도와 내주면에 분말 충격으로 피닝되고 이로 인해 용융 융접에서 발생되는 잔류 응력이 최소화될 수 있다.According to the embodiments of the present invention, by coating the metal powder on the inner peripheral surface of the nuclear power plant with a high-pressure gas, the speed at which the high-pressure gas is ejected and the powder impact on the inner peripheral surface are peened, thereby minimizing the residual stress generated in the fusion welding can
본 고안의 실시예들에 의하면, 금속의 분말을 원자력 설비 장치에 적층 함으로써 용융 융접했을 때 열영향부 잔류 응력으로 인한 부식 균열을 방지할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, corrosion cracking due to residual stress in the heat-affected zone can be prevented when the metal powder is laminated on the nuclear power plant when fusion welding is performed.
본 고안의 실시예들에 의하면, 다수의 금속 분말을 분사하여 금속 분말을 적층 함으로 클래딩(Cladding) 소정의 두께로 설계할 수 있다.According to embodiments of the present invention, a cladding can be designed with a predetermined thickness by spraying a plurality of metal powders and stacking the metal powders.
본 고안의 실시예들에 의하면, 용접 기계로 용접해도 고온의 용접을 이루는 모재 표면에서 발생할 수밖에 없는 고온 균열을 코팅제를 분사함으로써 코팅하는 과정으로 모재 표면의 잔류 응력으로 인한 균열을 방지할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, cracking due to residual stress on the surface of the base material can be prevented by spraying a coating agent for high-temperature cracks that inevitably occur on the surface of the base material that forms high-temperature welding even when welding with a welding machine.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기를 나타내는 측면도다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 저온 코팅 분사 장치 분사흐름의 대한 블록도이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 코팅층의 형상에 관한 측면도다.1 is a side view showing a welding device for a nuclear power plant using a low-temperature coating spraying method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram of a spray flow of a low-temperature coating spraying device according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view of the shape of the coating layer according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, process, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, processes, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.In addition, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms used, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the summary of the present invention in the following description and accompanying drawings Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily obscure will be omitted.
다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.The drawings introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. Also, like reference numerals refer to like elements throughout. It should be noted that the same components in the drawings are denoted by the same reference numerals wherever possible.
이하 본 명세서에 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.Hereinafter, it will be described in detail with reference to the accompanying drawings in this specification.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기를 나타내는 측면도다.1 is a side view showing a welding device for a nuclear power plant using a low-temperature coating spraying method according to an embodiment of the present invention.
도 1에서 보듯, 코팅제(260)가 보관되는 호퍼(220)와, 상기 호퍼(220)와 연결관(221)을 통해 연결되고 상기 코팅제(260)가 분출구(250)를 통해 분출되는 스프레이건(240)과, 상기 호퍼(220)에 보관되는 코팅제(260)가 상기 연결관(221)을 통해 상기 스프레이건(240)에 공급되어 분출되게 상기 호퍼(220)에 고압의 가스를 공급하는 가스 공급관(211)과, 상기 분출구(250)로 분출되는 코팅제(260)가 일정 온도로 가열되게 상기 스프레이건(240)에 고압가스를 가열하여 공급하는 히팅 가스 공급관(231)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the
저온 코팅 분사 장치(200) 일측에 가스를 공급할 수 있는 가스 공급부(210)가 설치되고, 가스 공급부(210)에 연결되는 가스 공급 분기관(211)으로 상기 호퍼(220)와 상기 히터(230)에 고압가스를 유입한다.A
가스 공급부(210)에 보관되는 고압의 가스는 질소, 헬륨, 공기 중 적어도 하나의 성분으로 구성하며 복수의 가스를 섞어서 사용할 수도 있다. 상기 고압가스는 가스 공급관(211)을 타고 호퍼(220)와 히터(230)로 공급된다.The high-pressure gas stored in the
호퍼(220)는 가스 공급관(211)과 금속 분말을 보관할 수 있는 금속 보관 장치(미도시)로 이뤄지며, 가스 공급관(211)으로 고압가스가 유입될 때, 금속 보관 장치에 보관되는 금속 분말이 유입되어 상기 호퍼(220)의 일측으로 연결되는 분말 공급관(221)으로 고압가스와 금속 분말이 혼합되어 이송된다.The
상기 분말 보관 장치(미도시)에 보관되는 금속 분말은 탄소 강, 스텐레스 강, 니켈 합금, 구리, 티탄 합금 중 적어도 하나 이상의 금속 분말이 포함되며, 저온 분사 코팅시 가스 공급부(210)로 공급받은 고압가스는 금속 분말과 혼합되어 연결관(221)을 통해 스프레이건(240)에 유입된다.The metal powder stored in the powder storage device (not shown) includes at least one metal powder of carbon steel, stainless steel, nickel alloy, copper, and titanium alloy, and the high pressure supplied to the
상기 금속 분말의 입자는 1 ~ 45 의 크기로 구성될 수 있으며 금속 분말에 세라믹 입자를 혼합해 사용할 수도 있다. 원자력 발전 설비의 부식 균열을 막기 위해서는 바람직하게는 금속 분말만 사용하는 것이 바람직하다.The particles of the metal powder are 1 to 45 It can be composed of a size of , and it can be used by mixing ceramic particles with metal powder. In order to prevent corrosion cracking of nuclear power plants, it is preferable to use only metal powder.
히터(230)는 분말 형태의 코팅제(260)를 용접부(100)에 코팅할 수 있도록 고압의 가스를 150~850℃로 히팅할 수 있다. 소정의 온도로 히팅된 히팅 가스는 히팅 가스 공급관(231)을 통해 스프레이건(240)으로 유입된다.The
스프레이건(240)은 연결관(221)과 히팅 가스 공급관(231)이 삽입되고, 연결관(221)을 통해 고압가스와 금속 분말이 혼합되어 유입되고 히팅 가스 공급관(231)을 통해 소정의 온도로 가열된 히팅 가스가 공급되며, 상기 히팅 가스 공급관(231)과 연결관(221)이 스프레이건(240) 내부에 연결된다.In the
상기 스프레이건(240)의 일측으로 금속 분말과 가열된 가스를 분출할 수 있도록 분출구(250)가 형성되며, 분출구(250)는 모재 표면 방향으로 폭이 좁아지는 테이퍼 형상으로 이뤄질 수 있다.A
상기 분출구(250)는 길이방향으로 일정 부분 폭이 좁아지다가 다시 넓어지도록 설계할 수 있다. 이를테면, 병목 현상으로 물이 병 밖으로 빠져나갈 때 병의 몸통보다 병의 목 부분의 내부지름이 좁아져 물이 넘치지 않도록 구성하는 것과 같이 설계할 수 있다. 따라서, 분출구(250)의 목 부분에 가열된 가스와 금속 분말이 유입되고, 이때 유입된 금속 분말과 고압가스가 과다하게 분출되지 않도록 설계하여 코팅층 적층 시 클래딩(Cladding)두께를 조절할 수 있다.The
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 저온 코팅 분사 장치 분사흐름의 대한 블록도이다.Figure 2 is a block diagram of a spray flow of a low-temperature coating spraying device according to an embodiment of the present invention.
도 2에서 보듯, 가스 공급부(210)는 호퍼(220)와 히터(230)에 가스 공급관(211)을 통해 고압가스를 공급하고 각각의 공정을 지난 후 스프레이건(240)에 각각의 공급관을 통해 유입되어 혼합되며, 스프레이건(240)의 길이방향에 연결되는 분출구(250)를 통해 코팅제(260)가 분출되어 용접부(100)에 코팅층(300)이 형성된다.As shown in FIG. 2 , the
상기 분출구(250)와 용접부(100)의 거리는 10~70mm로 두고 작업하는 것이 바람직하다. 경우에 따라서는 토출되는 유량에 따른 거리를 조절할 수도 있다.It is preferable to work with the
또한 분출구(250)는 원자력 발전 설비에 사용되는 압력 용기, 가압기, 반응기, 캐니스터, 노즐이나 파이프 연결부위 등의 용접부(100) 내주면에 코팅제를 코팅할 수 있도록 용접부(100)방향으로 테이퍼지도록 만들수 있다. In addition, the
상기 원자력 발전 설비 중 캐니스터를 예로 들어 설명하자면, 캐니스터는 원자력 사용 후 폐기물을 저장하는 역할을 하는데, 응력 부식에 의한 폐기물 유출을 방지해야 한다.Taking the canister among the nuclear power generation facilities as an example, the canister serves to store waste after nuclear power use, and it is necessary to prevent waste leakage due to stress corrosion.
부식 균열에 있어 초기 작업시 유의해야 한다. 따라서, 캐니스터 내부를 접합 또는 용접 작업할 때는 9.5~16mm의 직경을 가지는 협소한 구간과 600~700mm의 직경을 가지는 구간 및 50~100mm의 구간까지 원자력 발전 설비의 용접부(100)에서 저온 코팅제를 분사해 코팅할 수 있도록 상기 분출구(250)의 직경과 길이를 조절할 수 있다.Care should be taken during the initial work on corrosion cracking. Therefore, when joining or welding the inside of the canister, the low-temperature coating agent is sprayed from the
상기 분출구(250)의 직경은 6 ~ 15mm 일 수도 있으며, 길이는 원자력 발전 설비 내주면에 코팅제를 분사할 수 있도록 8 ~ 30mm로 만들수 있다. The diameter of the
상기 분출구(250)에서의 토출 압력은 상기 가스 공급부(210)에 보관된 가스가 헬륨일 경우에는 5~30 바(bar), 질소일 경우에는 5~30 바(bar)로 토출 압력을 설정함이 바람직하다. 또한, 헬륨과 질소가 혼합된 혼합 가스의 경우는 5 ~ 25 바(bar)로 구성할 수도 있다.The discharge pressure at the
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 코팅층의 형상에 관한 측면도다.3 is a side view of the shape of the coating layer according to an embodiment of the present invention.
도 3에서 보듯, 코팅층(300)은 탄소 강, 스텐레스 강, 니켈 합금, 구리, 티탄 합금 중 적어도 하나 이상의 금속 분말이 분출되어 형성될 수 있다.As shown in FIG. 3 , the
금속 분말의 크기는 1 ~ 20 와 20 ~44 또는 44 미만의 입자 크기로 코팅층(300)을 형성할 수도 있다. 이와 같이, 코팅층(300)을 형성함으로 부식 균열(PWSCC)과 응력 부식 균열(SCC) 및 염화물 응력 부식 균열(CISCC)을 방지할 수 있다.The size of metal powder ranges from 1 to 20 and 20-44 or 44 It is also possible to form the
용융 융접시 발생하는 열에 따른 잔류 응력으로 인한 용접부(100)의 일차 수응력 방지하기 위해 상기 코팅제(260)의 분사 유량은 5~50g/min로 설정할 수 있다. 분사 유량에 따라 코팅층(300)의 적층량을 조절할 수 있으며, 용융 융접으로 인한 클래딩(Cladding)의 두께를 감소 설계할 수 있다. In order to prevent the primary water stress of the
본 고안이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 고안의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are interpreted as being included in the scope of the present invention. should be
또한, 적용범위가 다양함은 물론이고 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.In addition, it is of course possible to implement various modifications without departing from the gist of the present invention claimed in the claims as well as the various scope of application.
100 : 용접부 200 : 저온 코팅 분사 장치
210 : 가스 공급부 211 : 가스 공급관
220 : 호퍼 221 : 연결관
230 : 히터 231 : 히팅 가스 공급관
240 : 스프레이건 250 : 분출구
260: 코팅제 300 : 코팅층100: welding part 200: low-temperature coating spraying device
210: gas supply 211: gas supply pipe
220: hopper 221: connector
230: heater 231: heating gas supply pipe
240: spray gun 250: spout
260: coating agent 300: coating layer
Claims (5)
상기 호퍼와 연결관을 통해 연결되고 상기 코팅제가 분출구를 통해 분출되는 스프레이건과,
상기 호퍼에 보관되는 코팅제가 상기 연결관을 통해 상기 스프레이건에 공급되어 분출되게 상기 호퍼에 고압의 가스를 공급하는 가스 공급관과,
상기 분출구로 분출되는 코팅제가 일정 온도로 가열되게 상기 스프레이건에 고압가스를 가열하여 공급하는 히팅 가스 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기.a hopper in which the coating agent is stored;
a spray gun connected through the hopper and the connecting pipe and the coating agent is ejected through the spout;
A gas supply pipe for supplying a high-pressure gas to the hopper so that the coating agent stored in the hopper is supplied to the spray gun through the connection pipe and ejected;
A welding device for a nuclear power plant using a low-temperature coating spraying method, characterized in that it comprises a heating gas supply pipe for heating and supplying a high-pressure gas to the spray gun so that the coating agent ejected from the spout is heated to a predetermined temperature.
상기 코팅제는 탄소 강, 스텐레스 강, 니켈 합금, 구리, 티탄 합금 중 적어도 하나 이상의 금속으로 구성되는 것을 특징으로 하는 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기.According to claim 1,
The coating agent is a welding device for a nuclear power plant using a low-temperature coating spraying method, characterized in that it is composed of at least one metal among carbon steel, stainless steel, nickel alloy, copper, and titanium alloy.
상기 코팅제는 분말 형태인 것을 특징으로 하는 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기.3. The method of claim 2,
The coating agent is a welding device for a nuclear power plant using a low-temperature coating spraying method, characterized in that in the form of a powder.
상기 히팅 가스 공급관은 고압의 가스를 가열하는 히터를 구비하는 것을 포함하는 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기.According to claim 1,
The heating gas supply pipe is a welding device for a nuclear power plant using a low-temperature coating injection method comprising a heater for heating the high-pressure gas.
상기 히터는 고압의 가스를 150~850℃로 가열하는 것을 포함하는 저온 코팅 분사 방식을 이용하는 원자력 발전 설비용 용접기기.5. The method of claim 4,
The heater is a welding device for a nuclear power plant using a low-temperature coating injection method comprising heating the high-pressure gas to 150 ~ 850 ℃.
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JP2007308737A (en) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Toyota Motor Corp | Corrosion protection method for welded part |
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